鉅大LARGE | 點擊量：1079次 | 2019年06月27日
匯總了未來幾年里值得期待的八大鋰電池材料
匯總：未來幾年最具潛力，值得期待的八大鋰電池材料。三元材料、富鋰錳基材料、高電壓電解液材料、硅碳負極材料、石墨烯、CNTs以及一些安全輔料的應用將是最近幾年的的一個熱點。材料沒有絕對的好與壞之分，主要看不同材料體系之間是不是匹配，是否有相關配套的工藝來支撐。在本文中，存能電氣小編匯總了未來幾年里值得期待的十大鋰電池材料。
1、高鎳三元材料
三元正極材料的高鎳低鈷化在提升電池能量密度、降低材料成本等方面具有明顯優勢，但安全性和穩定性問題卻較為突出。三元材料中的鎳含量越高，材料的穩定性越差，安全性越差。而為了在保持其高比能量的同時，兼顧循環壽命和安全性，國內材料和電池企業可謂是苦心孤詣，其安全問題仍在持續解決中。
目前，高鎳三元材料的安全性主要通過材料改性優化、表面包覆、調整電解液和負極材料等方式來逐步解決。相信，這問題隨著時間推移，研究深入，終將解決，因此，小編看好高鎳三元材料的未來前景。
2、鎳鈷錳三元材料
符合Exic IIB T4 Gc防爆標準
充電溫度：0~45℃
-放電溫度：-40~+55℃
-40℃最大放電倍率：1C
-40℃ 0.5放電容量保持率≥70%
從市場角度看，國內動力電池路線曾以磷酸鐵鋰電池包為主，磷酸鐵鋰雖然安全性高，但其能量密度偏低軟肋無法克服，而新能源汽車要求更長的續航里程。因此長期來看，容量更高的鎳鈷錳三元材料材料將取代磷酸鐵鋰成為下一代主流技術路線。
目前來看，三元材料作為性價比高、最有潛力達到市場需求與政策要求的技術路線擁有很大的發展前景。
3、硅碳復合負極材料
硅在常溫下可與鋰合金化，生成Li15Si4相，理論比容量高達3572mAh/g，遠高于商業化石墨理論比容量(372mAh/g)，在地殼元素中儲量豐富高達26.4%，因而硅負極材料一直備受關注，是非常值得期待的下一代鋰離子電池負極材料之一。
近年來，硅碳負極材料相關技術發展迅速，迄今已有少量產品實現實用化，日本日立集團Maxell公司已開發出一種以“SiO-C”材料為負極的新式鋰電池，并成功地應用到諸如智能手機等商業化產品中。
4、富鋰錳基材料
高容量是鋰電池包的發展方向之一，但當前的正極材料中磷酸鐵鋰的能量密度為580Wh/kg，鎳鈷錳酸鋰的能量密度為750Wh/kg，富鋰錳基的理論能量密度可達到900Wh/kg，未來潛力很大。
富鋰錳基作為正極材料的優勢有：能量密度高、主要原材料豐富。雖然富鋰錳基正極材料具有放電比容量的絕對優勢，但要將其實際應用于動力鋰電池，必須解決以下幾個關鍵科學和技術問題：一是降低首次不可逆容量損失;二是提高倍率性能和循環壽命;三是抑制循環過程的電壓衰減。
5、石墨烯
石墨烯具有單層原子厚度的二維結構，結構穩定，電導率可達1×106S/m。石墨烯用于鋰離子電池中具有以下優點：
▲導電和導熱性好，有助于提高電池的倍率性能和安全性;
▲相對于石墨，石墨烯儲鋰空間多，可以提高電池的能量密度;
▲顆粒尺度為微納米量級，鋰離子的擴散路徑短，有利于提高電池的功率性能。作為正負極添加劑，可提高鋰電池包的穩定性、延長循環壽命、增加內部導電性能。
6、涂覆隔膜
涂覆隔膜可提高隔膜耐熱收縮性，防止隔膜收縮造成大面積短路;此外，涂覆材料熱傳導率低，可防止電池中的某些熱失控點擴大形成整體熱失控。
隔膜對鋰電池包的安全性至關重要，這要求隔膜具有良好的電化學和熱穩定性，以及反復充放電過程中對電解液保持高度浸潤性。從鋰電未來發展的趨勢看，涂覆隔膜和目前的鋰電池技術發展是匹配的，高安全性、高穩定性的隔膜將是未來七八年的研究熱點。
7、碳納米管
碳納米管是一種石墨化結構的碳材料，自身具有優良的導電性能，同時由于其脫嵌鋰時深度小、行程短，作為負極材料在大倍率充放電時極化作用較小，可提高電池的大倍率充放電性能。
碳納米管在實際應用中仍然存在不可逆容量大，電壓范圍寬以及電壓滯后明顯的問題。同時由于成本方面的問題，碳納米管離實際應用仍然會有很長的路要走，但是作為一種導電劑添加，提高電極的導電性，降低電池極化，已經在實際生產中獲得應用。
8、陶瓷氧化鋁
在涂覆隔膜中，陶瓷涂覆隔膜主要針對動力電池體系，因此其市場成長空間較涂膠隔膜更大。
隨著三元動力電池逐漸成為主流的動力電池，陶瓷涂覆隔膜將成為鋰電池包隔膜市場的新增長點。但仍需提高隔膜孔徑、孔隙率、透氣度等關鍵參數的均一性和穩定性。未來掌握陶瓷涂覆隔膜前沿技術將助力企業在之后的競爭中掌握主動權。
以上就是未來最具潛力，最值得期待的八大鋰電池包材料。高新技術是推動現代經濟和社會發展的強大動力，而新材料是高新技術的基石，新材料的發現推動了高新技術的發展。在新能源行業發展的過程中更需要新材料作為支撐。
